【自然】探究教學課程設計歷程分享—我的超涼快綠能屋

作者：新北市義方國小 萬信賢老師

在設計探究教案時，第⼀個遇到的問題就是題材該從哪裡來，其實課本內的實驗，再配合康軒版課本內所引導的探究歷程，就是⼀個很不錯的探究教學設計。

探究教學的初衷

為了因應知識更新迅速、高速改變的社會環境，108 課綱強調自然科學領域應重視並貫徹探究 與實作的教學方法，相較之下更重視自然學習過程的脈絡。因此，自然科學領域的「學習表現」更是以探究歷程來設計課程架構，讓學生可藉由教師所設計的探究課程，從定題、實驗設計、實驗結果歸納、獲得結論等過程中，逐漸建構觀念而獲得知識。你發現了嗎？其實這樣的歷程，就跟科學家得出理論的過程是類似的：

探究教案取材

探究的課程設計是為了要培養科學家嗎？筆者認為目的並非如此，從學習金字塔（Learning Pyramid）的觀點來看，學生在課堂中可即時應用所學，尤其是進行探究歷程時，學生須要自行思考、設計、歸納結果，可讓學習效率提高，而透過親身參與（討論或實作），也可以達到50%～70%。因此，若以探究教案進行自然教學，便可以讓學生「主動學習」，達成學習內化。

在設計探究教案時，第⼀個遇到的問題就是題材該從哪裡來，其實課本內的實驗，再配合康軒版課本內所引導的探究歷程，就是⼀個很不錯的探究教學設計，如果還要讓教學內容更豐富⼀些，筆者在這邊提供⼀些靈感來源跟教師們分享：

(⼀) 從課本實驗出發：針對實驗操作再做更細緻、更多樣的變因控制，例如五年級鐵生鏽除了課本內「空氣」、「水分」、「酸性水溶液」的探討，可再探討「水溶液酸鹼性的影響」、「溫度」等；三年級磁鐵可再探討「磁鐵被破壞後磁性的變化」。

(二) 從歷年科展或獨立研究作品尋找：科展取材大多源自課本，或是跟生活密切結合的主題，相當適合融入自然探究歷程中來引導學生。筆者以往的流程大多是這樣做：

這樣的流程是⼀個良性循環，筆者時常在從課本找科展主題時，就跟學生⼀起思考出不錯的題目，倘若該題目搜查⼀番後，發現已經有許多科展都做類似的主題，也說明這主題發展成熟，已經產生許多實驗結果，便可以發展成探究教案。畢竟探究教學時所得出的結論需要有所依據，科展或獨立研究的結果經過許多專家和教授的檢驗，比較不會有問題。

探究教案的精緻

當探究教學有了方向和內容，如果還要再更精緻，可以考慮融入跨領域或重大議題，跨領域教學設計可以參考STEAM 架構，以下筆者分享的教學活動便是融入STEAM 和環境教育的綠能議題來做設計。請參見附檔

探究可以是⼀種活動，但活動不⼀定是探究

其實當初寫這教案有兩種版本，也感謝高雄市 文府國小 莊婷媜老師給予許多寶貴經驗，我們從下面教學流程流程圖比較看看：

其實這兩種教案都很適合運用在課堂，但如果要設計探究教案，則要先明確說明什麼是探究。美國 國家科學教育標準中對探究的定義是：「探究要求確定假設，進行批判的和邏輯的思考，並且考慮其他可以替代的解釋。」

因此探究教學裡面，因為最後須要提出解答，最簡單的方法就是觀察、比較實驗組和對照組的結果，再提出合理的解釋來給出解答，但如果沒有明確給每組定題，彼此之間的房屋差異太大，影響的因素太多，就會陷入無法明確釐清原因的窘境，只能大致推論。例如：「你們這組屋內溫度低有可能是窗戶比較多，或是在上方開窗，也有可能是有加風扇增加對流。」，如此「得出結論和解釋」的歷程就會不完整，而變得很含糊不清，也失去科學態度裡面對結果須清楚明確且完整的精神。

從學生角度來看，探究教學正是因為探究歷程讓學生親自操作下，印象最深刻，且對學科知識能加以應用，如果是教案⼀，因為有實驗組和對照組，學生可明確知道其結果是什麼原因所導致，但如果是教案二的競賽活動，學生對結果只能採取概略的推論，無法明確說明其原因，也無法讓學生正確連結「熱傳播三途徑」的學科知識。

自然科學領域教學法相當多，探究只是其中⼀種，沒有最好的教學法，只有適合的教學法，才能讓學生學得更好。兩種模式（探究、競賽）筆者都嘗試過，發現競賽模式學生比較有動力，學習意願比探究高，但最後像是放⼀場煙火秀，很漂亮但感覺似乎沒學到什麼，記憶變得很片面。如果時間足夠，例如夏令營營隊，可用先探究後競賽方式來設計，讓學生先了解為什麼，再利用競賽提起興趣，同時擁有兩種模式的優點，這會是⼀個很棒的教學活動。

【附件】我的超涼快綠能屋(含學習單)